摘要
近年来，柔性压力传感器在健康监测、电子皮肤、可穿戴设备和柔性机器人等方面的应用引起越来越多的关注，激发了许多研究人员的研究兴趣。本文提出了一种新型柔性传感器的设计与制备工艺方法，分别设计出电阻式和电容式两种柔性传感器，并对这两种传感器在其性能以及相关的应用等方面展开研究。 首先，仿照糖块的制作方法制备出了传感性能优良且具有多孔网络结构的石墨烯/聚二甲基硅氧烷(rGO/PDMS)电阻式柔性压力传感器，并测试了该传感器的各种性能。研究结果表明，当石墨烯的掺杂浓度为4wt％时，传感器的灵敏度达到最大值，为76.321kPa-1(O～0.5kPa)。最后将该传感器与纺织品结合，试用于人体脉搏的测量并取得良好的效果。 其次，基于原位糖模板法制备出了碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(CNT/PDMS)电容式柔性压力传感器。研究结果表明，当碳纳米管的掺杂浓度为5wt％时，传感器的灵敏度达到最大值，为23.107kPa-1(0～0.5kPa)。最后基于该传感器设计的简易阵列式传感器可用于检测压力的大小与分布。 最后，为了提高电容式柔性压力传感器的灵敏度，基于渗流阈值理论和三相复合材料的优势，将石墨烯和碳纳米管与聚二甲基硅氧烷混合制备出了石墨烯/碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(rGO/CNT/PDMs)电容式柔性压力传感器。研究结果表明，rGO/CNT/PDMS柔性压力传感器比CNT/PDMS柔性压力传感器的灵敏度高。当石墨烯和碳纳米管的掺杂浓度为2.5wt％时，传感器的灵敏度达到最大值，为31.324kPa-1(0～0.5kPa)。最后将该传感器与鞋垫相结合，设计了一款简易的智能鞋垫，可用于检测脚部的着地方式，表现出了该传感器在可穿戴纺织品方面的应用潜力。
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